LATS1

肝转移是结直肠癌(CRC)患者死亡的主要原因。新出现的证据表明，环状RNA (circRNA)在癌症进展中起着关键作用。然而，其在结直肠癌肝转移中的作用在很大程度上仍然未知。2023年12月13日，中山大学潘志忠、林俊忠及周驰共同通讯在Molecular Cancer（IF=37）在线发表题为“A positive feedback circuit driven by m6A-modified circular RNA facilitates colorectal cancer liver metastasis”的研究论文，该研究证明，由m6 A修饰的环状RNA驱动的正反馈回路促进结直肠癌肝转移。Circ-YAP在伴有肝转移的结直肠癌中显著上调，与预后不良相关。Circ-YAP促进CRC细胞在体外的迁移和侵袭，并促进患者源性异种移植(PDX)模型体内的肝转移。从机制上讲，circ-YAP编码了一种含有220个氨基酸的新型截断蛋白，称为YAP-220aa，该蛋白与LATS1竞争性结合，导致YAP去磷酸化和核易位，从而激活一系列促进转移的基因。重要的是，N6-甲基腺苷(m6 A)修饰协调了circ-YAP翻译的有效起始，需要m6 A“读取器”YTHDF3和eIF4G2翻译起始复合物。有趣的是，circ-YAP被YAP/TEAD复合物转录增强，从而形成一个正调控前馈回路。总之，该研究揭示了circ-YAP编码的一个以前未被表征的癌蛋白，这意味着一个有希望的结直肠癌肝转移患者的生物标志物和治疗靶点。结直肠癌(Colorectal cancer, CRC)是消化道最常见的恶性肿瘤之一，其发病率和死亡率在所有恶性肿瘤中分别排名第三和第二位。肿瘤转移是结直肠癌患者死亡的主要原因。临床上约有45-60%的结直肠癌患者存在肝转移，90%以上的肝转移不能初步切除。未经手术治疗的结直肠癌肝转移患者中位生存时间仅为6.9个月，5年生存率不足5%。因此，破解结直肠癌肝转移机制，发现预防和干预转移的新治疗靶点，提高患者生存率具有重要的临床意义。环状RNA (Circular RNA, circRNA)是一类特殊的内源性RNA分子，具有共价闭环结构，没有传统的5′端“帽状结构”和3′端聚A尾部。一些circRNA被确定为预测疾病进展和预后的可用生物标志物。最近的一些证据表明circRNA能够被翻译成功能性肽。此外，circRNAs编码的截断蛋白如E-Cad-254aa和ARHGAP35-1289aa分别被报道在胶质瘤和肝细胞癌中发挥关键作用。由于从头到尾的形状，circRNA以帽独立的方式编码蛋白质，由内部核糖体进入位点(IRES)或m6 A修饰驱动。m6 A是真核RNA中最丰富的内部修饰，具有动态可逆性，由m6 A写入器(METTL3/14和WTAP)催化，由m6 A“擦除器”(FTO和ALKBH5)去除，由m6 A读取器(YTHDF1/2/3和ythdc2 /2)识别。迄今为止，只有少数这些隐藏在环状RNAs中的小内源性蛋白被表征，绝大多数的功能相关性尚未被发现。机理模式图（图源自Molecular Cancer ）该研究发现circRNA circ-YAP是CRC肝转移的驱动因素。Circ-YAP包含一个220-aa的开放阅读框(ORF)，并以m6 A依赖的方式编码一种新的YAP蛋白异构体，称为YAP-220aa。此外，还发现YAP220aa通过阻止LATS1介导的YAP磷酸化和细胞质保留来激活YAP信号。该研究揭示了circ-YAP编码的一个以前未被表征的癌蛋白，这意味着一个有希望的结直肠癌肝转移患者的生物标志物和治疗靶点。参考文献：Zeng K, Peng J, Xing Y, Zhang L, Zeng P, Li W, Zhang W, Pan Z, Zhou C, Lin J. A positive feedback circuit driven by m6A-modified circular RNA facilitates colorectal cancer liver metastasis. Mol Cancer. 2023 Dec 13;22(1):202. doi: 10.1186/s12943-023-01848-1. PMID: 38087322; PMCID: PMC10717141.责编|探索君排版|探索君文章来源|“iNature”End往期精选围观王晓红教授团队：绘制单次冷冻囊胚移植成功的女性植入期外周血microRNA动态表达谱，开拓领域创新研究热文维生素B12在细胞重编程与组织再生中发挥关键作用！热文不孕症治疗新方向！又一导致女性不孕的关键因素被发现热文Let-7家族miRNA或为癌症潜在免疫治疗靶点热文一项最新发现或可用于阿尔茨海默病药物开发点击“阅读原文”，了解更多~

近段时间，来自浙江大学的一个研究团队探索了circRNA在膀胱癌中的作用机制，以进一步了解膀胱癌的发生与发展进程。 膀胱癌（BCa）是全球第四大最常见的恶性肿瘤，也是中国最常见的泌尿系统癌症，其预后较差。CircRNA 是一种深奥神秘的长非编码 RNA。大多数 circRNA 由现有蛋白质编码基因的外显子通过非固定的反向剪接组成。由于其共价环结构，circRNA 可以耐受外切酶的降解，比线性 RNA 更为稳定。新近有文献报道，circRNAs 可调控多种人类疾病（尤其是癌症）的发生和发展。迄今为止，已有研究阐明，circRNAs 可作为 microRNA 的诱饵以调节特定蛋白质的表达水平，并作为支架通过共定位加速蛋白质之间的相互作用。前有研究表明，circRNA 参与了膀胱癌的进展。因此，深入研究 circRNAs 对膀胱癌肿瘤发生和发展的调控作用意义重大。 近段时间，来自浙江大学的一个研究团队探索了circRNA在膀胱癌中的作用机制，以进一步了解膀胱癌的发生与发展进程。 研究人员运用RNA 免疫沉淀（RIP）和 circRNA 测序方法，circXRN2 是其研究对象。通过过表达 circXRN2 和敲除 TAZ/YAP 进一步验证了其在 T24 和 TCCSUP 细胞中的生物学功能。再通过免疫沉淀和共沉淀来阐明circXRN2和LATS1之间的相互作用，并海马代谢分析仪用于测定糖酵解率。利用靶标下裂解和标记（CUT&Tag）以及染色质免疫沉淀（ChIP）来确保 H3K18 乳化在 LCN2 转录活性中的调控作用。 研究结果提示circXRN2 在膀胱癌组织和细胞系中异常下调。CircXRN2 在体外和体内都能抑制肿瘤细胞的增殖和迁移。此外，circXRN2 还是糖酵解和乳酸生成的负调控因子。从机理上讲，circXRN2 通过与 SPOP 降解子结合防止 LATS1 被 SPOP 介导的降解，然后激活 Hippo 信号通路发挥各种生物学功能。CircXRN2-Hippo 通路调控轴通过抑制 H3K18 乳化和 LCN2 在人类膀胱癌中的表达，从而进一步调节肿瘤的进展。 通过qRT-PCR在不同细胞系中验证与LATS1结合的circRNA 免疫荧光检测TAZ/YAP在不同丰度circXRN2细胞系中的定位。 在膀胱癌中，CircXRN2通过激活Hippo信号通路抑制由H3K18乳化驱动的肿瘤进展。我们的研究结果指出了新的治疗靶点，并为人类膀胱癌的临床干预提供了有前景的策略。 原始出处：Xie B, Lin J, et al. CircXRN2 suppresses tumor progression driven by histone lactylation through activating the Hippo pathway in human bladder cancer. Mol Cancer. 2023 Sep 8;22(1):151. doi: 10.1186/s12943-023-01856-1. PMID: 37684641; PMCID: PMC10486081.

河马信号通路（Hippo pathway）是最早在果蝇中鉴定出的一条肿瘤抑制通路，当河马信号通路发生异常被关闭时会导致多种癌症恶化。YAP和TEAD是河马信号通路中两个重要的转录因子，YAP和TEAD的相互作用是河马信号通路中一个关键的调节步骤。抑制YAP和TEAD的相互作用，是治疗癌症的一种有希望的策略。01最新！TEAD抑制剂研究进展最近，河马通路之父管坤良教授在自然综述介绍了河马通路的生物学背景以及癌症治疗领域的最新进展。下图描述了河马通路的主要角色之间的关系：河马信号通路由LATS1和LATS2激活，它们通过磷酸化YAP和TAZ将其保留在细胞质中。图1 典型的河马信号通路示意图图片来源：参考资料1当LATS1和LATS2被抑制时，YAP和TAZ可以被释放到细胞核中，并与TEAD转录因子结合，调节基因的表达。YAP和TAZ是转录因子，它们通过与细胞核中的下游蛋白TEAD转录因子结合来调节基因的表达。此图为我们提供了一个全面的视图，对于理解河马通路在细胞增殖、存活和分化中的作用以及它们在癌症中的作用具有重要意义。YAP–TEAD结合需要在TEAD的中央口袋中对半胱氨酸残基进行棕榈酰化（palmitoylation）才能刺激转录。棕榈酰化是一种脂质修饰，涉及将棕榈酰基（棕榈酸的酰基）附加到蛋白质的半胱氨酸残基上。棕榈酰化可以影响蛋白质的折叠、定位和功能。在YAP中，棕榈酰化在调节蛋白的核定位中起重要作用。当YAP被棕榈酰化时，它会被定位到细胞膜，并在那里发挥作用。当YAP被去棕榈酰化时，它会被释放到细胞质中，并失去活性。已经有许多抑制天然物抑制剂和设计出来的化合物(VT107,VT3989,TED-347,IK-930)来抑制TEAD棕榈酰化并最终抑制YAP转录。比如VT3989就是一种靶向TEAD棕榈化口袋的别构抑制剂，在恶性间皮瘤和其他携带NF2突变的实体瘤患者中表现出持久抗肿瘤活性和耐受性。另外YAP–TEAD复合体有三个结合界面（Interface 1,2,3）。利用多肽或者小分子与YAP直接竞争TEAD的结合，抑制YAP的活性就可以阻止YAP–TEAD复合物的形成比如多肽化合物Super-TDU，peptide 17和金黄三羧酸（aurintricarboxylic acid）阻断。图2 当前的治疗候选药物主要集中在间接抑制TEAD内部的口袋（比如VT3989）或者直接破坏YAP–TEAD蛋白质互动表面（比如诺华的IAG933）图片来源：参考资料1笔者也跟据文献和专利，整理了目前TEAD的抑制剂的结合口袋和化学结构：图3 靶向不同口袋的YAP-TEAD的抑制剂代表结构（作者制图）诺华团队近几年连发了两篇论文，详细介绍了他们如何参考MDM2-P53类似案例合成团队和计算机药物设计团队通力合作把IC50=267微摩尔的小分子片段优化到IC=2纳摩尔的临床化合物的故事：通过分析多肽类抑制剂的药物分子特征和关键的结合界面相互作用，利用这些信息来指导小分子化合物的转化。分子动力学模拟分析结果提供了宝贵的见解，这些见解有助于了解导致化合物系列中效力提高的构象动力学和热力学因素。此外，严格的结合自由能计算结果与实验结果有很好的相关性，这表明这些方法可以用来提供定性排序和定量评估结合亲和力，以指导化学物质设计工作。图4 通过分子动力学和CADD辅助设计优化TEAD抑制剂的故事图片来源：参考资料2其中，靶向TEAD-YAP蛋白质蛋白质相互作用表面的抑制剂代表化合物Example 174（专利号：US 20210299100A1）在AACR2023大会简单海报介绍了临床一期化合物IAG933（结构应该类似图2中的compound 174）的最新情况：IAG933通过直接干扰YAP和TEADs的相互作用来抑制YAP/TAZ-TEADs PPI。这与目前的其他公司药物不同（比如Vivace和英硅智药），它们通过与TEAD的脂质口袋结合来抑制YAP/TAZ-TEADs PPI。IAG933在体外和体内均显示出有效的抗肿瘤活性。它在携带NF2功能缺失或表达TAZ-融合的癌症模型中显示出强大的抗肿瘤活性。此外，IAG933还与几种MAPK/KRAS抑制剂在非Hippo改变的模型中显示出协同作用，包括肺、胰腺和结肠癌。总体而言，这些结果为IAG933在Hippo突变癌症患者中的单药治疗以及在MAPK依赖性癌症中的联合治疗提供了合理的依据。02挑战不可能，TEAD抑制剂研发难点分析河马通路对YAP/TAZ的调节为抑制调控，其在肿瘤中的作用主要为肿瘤抑制，河马通路自身作为药物靶点存在策略不可行性。直接靶向YAP/TAZ-TEAD相互作用的药物存在一些挑战。例如，维替泊芬和共价抑制剂等药物具有毒副作用，并且会导致脱靶效应。多肽药物比如super-TDU等药物分子较大，限制了其给药途径，并且毒副作用也不清楚。靶向结合界面3的直接抑制TEAD药物，如氟灭酸及其共价抑制剂衍生物，相对安全成熟，但其具体作用效果及机制尚不清楚，仍需进一步研究。另外文献中报道的很多小分子在细胞实验和活性很好，但动物实验效果不佳，有公司也因此暂停了TEAD管线的开发。在针对TEAD同族蛋白1，2，3，4的选择性上小分子药物设计有很大挑战，比如Ikena公司的临床一期药物IK-930是一种Tead1特异性抑制剂，而Vivace的药物VT3989是一种泛Tead抑制剂。Ikena和Vivace的药物在临床试验中都显示出抗肿瘤活性。然而，Ikena的药物在猴子试验中没有发现毒性，而Vivace的药物在一些患者中引起了蛋白尿、肝酶升高和心肌病。Ikena首席执行官马克认为，Ikena的药物比Vivace的药物更有针对性，因此更安全。然而，直到这两种药物都在患者身上生成足够的数据后，才能确定哪种药物更有效。TEAD抑制剂全球药企在研情况数据来源：参考资料6总之，TEAD抑制剂是一种具有广泛潜在应用的新型药物，目前多款药品仍处于临床一期阶段，但其前景非常光明。随着TEAD抑制剂临床试验的推进，预计相关在研药品将在未来几年内上市，为患者带来新的治疗选择。参考资料：1.管教授最新综述：https://www.nature.com/articles/s41568-023-00579-12.诺华IAG933计算机药物设计论文：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jcim.3c001223.诺华IAG933相关药化论文：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35950546/4.最新TEAD共价抑制剂论文：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jmedchem.2c015485.默克MSC-4106设计论文并对比了目前主流TEAD抑制剂的活性和正对TEAD1-4的选择性：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.jmedchem.2c004036.有关AACR大会TEAD相关管线：https://zhuanlan.zhihu.com/p/6253210737.生物世界：国际著名生物学家管坤良教授回国，全职加入西湖大学，系统介绍其10篇代表性论文声明：本内容为作者独立观点，不代表药智网立场。如需转载，请务必注明文章作者和来源。对本文有异议或投诉，请联系maxuelian@yaozh.com。责任编辑 | 八角转载开白 | 马老师 18996384680（同微信）商务合作 | 王存星 19922864877（同微信） 阅读原文，是受欢迎的文章哦